Mohou organismy na cizích planetách 'sklízet' kosmické záření?

- Příroda autor: Jan Toman

Zadožábrý plž Elysia chlorotica zapojuje do vlastního těla části zelených řas a většinu energie získává ze slunce. Parazitičtí korýši rodu Sacculina se v dospělosti mění na husté podhoubí prorůstající a ovládající hostitele. Hlenkovité organismy se po jednobuněčném stadiu svého života spojují dohromady v makroskopické plodnice, nebo pohyblivé "slimáky".

Kolonie bakterie Desulforudis audaxviator nalezená v dole v jihoafrickém Johannesburgu

Kolonie bakterie Desulforudis audaxviator nalezená v dole v jihoafrickém Johannesburgu,zdroj: Wikipedia

Jak je vidět, hned několik skupin pozemských organismů zkrátka připomíná spíše vetřelce z jiné planety. Jakkoli jsou ale tito tvorové na první pohled podivní, jejich základní životní pochody se příliš neliší od "klasických" příbuzných.

Úplně něco jiného ovšem platí pro některé mikroorganismy – zejména ty, které nemusí získávat energii ze slunce nebo požíráním či využíváním ostatních tvorů, jako všechny ostatní "slušně vychované" organismy, ale místo toho se živí chemolitotrofně. Jinými slovy, přežívají díky slučování jednoduchých anorganických látek.

I mezi chemolitotrofními organismy ale narazíme na ještě větší podivíny. Přeborníkem mezi těmito "exoty" je bakterie Desulforudis audaxviator. Tento "smělý cestovatel" – tak alespoň zní český překlad druhového jména bakterie – obývá mnohakilometrové hloubky zemského pláště a energii získává z rozpadu radioaktivních prvků. Přesněji řečeno, přežívá tak, že "sklízí" a slučuje jednoduché látky, které v okolní hornině předtím záření uvolněné radioaktivním rozpadem uranu, thoria a draslíku rozštěpilo.

Na Zemi je podobný způsob života velmi vzácný. Nemohly by ale být podobné organismy častější na jiných kosmických tělesech? Zvlášť když vezmeme v potaz, že radioaktivní rozpad hornin na nich může nahradit kosmické záření? Jeho množství na vesmírných tělesech různé stavby a využitelnost živými organismy propočítala americká vědkyně Dimitra Atri. A výsledky jsou opravdu zajímavé.

Fotony viditelného světla, které rostliny, jednobuněčné řasy a některé bakterie využívají při fotosyntéze, oplývají energií dvou až tří elektronvoltů (eV). To je tak akorát, aby se ještě vyplatilo je zachytávat a s pomocí jejich energie vytvářet složitější chemické látky, a zároveň nehrozily úplným zničením buněčných aparátů určených k jejich polapení.

Částice ionizujícího záření, které mohou mít původ v radioaktivním rozpadu hornin, nebo přicházet z kosmu, oproti tomu nesou energii nad 14 eV. Jejich působením jsou z atomových obalů vystřelovány elektrony a vznikají tak pro živé organismy nezřídka škodlivé ionty.

Ionizující záření navíc může i přímo poškozovat DNA a další buněčné komponenty, takže bylo ve vztahu k živým organismům obvykle studováno jen jako negativní faktor – příčina nemoci z ozáření, zdroj rakoviny, nebo nejrůznějších potíží vesmírných cestovatelů.

Radiofilní život ve vesmíru?

Desulforudis audaxviator na možnou roli ionizujícího záření vrhá úplně nové světlo. Dokáže totiž přežít ne navzdory, ale jen díky němu. Záření štěpí okolní vodu na vodík a ionty, které "smělý cestovatel" následně slučuje se sulfátem, oxidem uhličitým a čpavkem uvolňovanými z okolních hornin.

Pravda, záření poškozuje i jeho buněčné komponenty. Na jejich opravu však stačí jen část získané energie. Podobně by se mohly živit i organismy například uvnitř marsovské planetární kůry. Zkrátka všude tam, kde se vyskytují radioaktivní horniny. Na tělesech bez atmosféry se navíc až k povrchu dostává kosmické záření, které rovněž štěpí přítomné chemikálie na jednodušší látky. Mohla by alespoň některá takováto tělesa hostit "radiofilní" život?

Výzkumnice srovnala v modelu tři hypotetická tělesa – planetu úplně bez atmosféry, planetu podobnou ve všech ohledech Zemi a objekt analogický Marsu. Každé z nich se skládalo buď z vodního ledu, nebo zhruba trojnásobně husté horniny. Těleso o vlastnostech Země odstínilo díky své atmosféře a magnetickému poli velkou většinu kosmického záření ještě před dopadem na povrch. Jen malá část z dopadajících částic pronikne až kilometry hluboko. Nemůžeme se tak divit, že na zemském povrchu organismy podobné Desulforudis audaxviator běžně nežijí.

Ve všech ostatních případech ale ionizující záření pronikalo v takřka nezměněné síle zhruba metr pod povrch. Ještě v deseti metrech ale bylo jeho působení jasně patrné a pro možný život dostačující. To platí zejména pro ledová tělesa bez atmosféry, kterým v našich podmínkách odpovídá například Jupiterův měsíc Europa.

Podobně by se ale mohly živit i organismy na vzdálenějších objektech sluneční soustavy, nebo třeba na planetách zcela odvržených od své hvězdy. Druhé jmenované by mohly dokonce kombinovat kosmické záření s radioaktivním rozpadem hornin. Ionizující záření navíc mohlo sehrát určitou roli při vzniku života na Zemi.

Další doklad, proč se při hledání mimozemského života zaměřit na ledové měsíce? I tak lze výsledky modelování číst. Zvlášť nadějné by mohly být takové objekty, které se na povrchu dynamicky přetvářejí a zářením rozštěpené látky tak odnášejí i do větších hloubek.

Pro živé organismy bude zřejmě zásadní trefit tu správnou hloubku – příliš blízko u povrchu by je záření mohlo doslova "usmažit", příliš hluboko by zase nemuselo vytvářet dostatek živin. Ani v tomto ohledu ale nemusíme být příliš pesimističtí. Dokonce i pozemské organismy vytvořily mnoho způsobů ochrany buněk před zářením a některé z nich jsou schopné přestát záření neuvěřitelných intenzit.

Největší neznámou tak zřejmě zůstává, jestli by se hypotetické "radiofilní" organismy byly schopné vypořádat s nevyhnutelnými výkyvy v intenzitě kosmického záření. Co naplat, záření přicházející z kosmu nepředstavuje zdaleka tak stabilní zdroj energie jako rozpad radioaktivních hornin. Na tuto otázku ale odpoví až experimenty. Třeba s Desulforudis audaxviator.

Tagy: dobývání vesmíru věda a poznání život ve vesmíru

Zdroje: Vlastní